第二種電気工事士筆記試験解答・解説【令和元年度下期　問1～10】

本記事では、第二種電気工事士筆記試験のうち「令和元年度下期　問1～10」について解説する。

目次

問1

図のような回路で、端子a-b間の合成抵抗[Ω]は。

 

 

イ．$1$　　ロ．$2$　　ハ．$3$　　ニ．$4$

 

解説

合成抵抗の計算の問題である。

 

まず、下図の枠①で囲った部分の計算をすると、$6\Omega$が並列で2つあるから、合成抵抗は$3\Omega$となる。

 

次に、下図の枠②の計算をすると、$3\Omega$が直列で2つあるから、合成抵抗は$6\Omega$となる。

 

最後に、下図の枠③の計算をすると、$3\Omega$と$6\Omega$の並列であるから、合成抵抗は$\boldsymbol{2\Omega}$となる。

 

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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類題

 

問2

直径$2.6\mathrm{mm}$，長さ$10\mathrm{m}$の銅導線と抵抗値が最も近い同材質の銅導線は。

イ．断面積$5.5\mathrm{mm^2}$，長さ$10\mathrm{m}$

ロ．断面積$8\mathrm{mm^2}$，長さ$10\mathrm{m}$

ハ．直径$1.6\mathrm{mm}$，長さ$20\mathrm{m}$

ニ．直径$3.2\mathrm{mm}$，長さ$5\mathrm{m}$

 

解説

抵抗率$\rho[\mathrm{\Omega\cdot mm^2/m}]$，長さ$l[\mathrm{m}]$，断面積$A[\mathrm{mm^2}]$とした場合、銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、

$$R=\frac{\rho l}{A}[\Omega]　・・・(1)$$

 

断面積$A[\mathrm{mm^2}]$を直径$D[\mathrm{mm}]$の円とした場合、$A[\mathrm{mm^2}]$は、

$$A=\rho\frac{\pi D^2}{4}[\mathrm{mm^2}]　・・・(2)$$

 

$(2)$式を$(1)$式へ代入すると、

$$R=\frac{4\rho l}{\pi D^2}[\Omega]　・・・(3)$$

 

問題の銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、$(3)$式より、

$$R=\frac{4\rho\times10}{\pi\times2.6^2}=1.88\rho[\Omega]$$

 

一方、イ・ロ・ハ・ニの抵抗値$R_1,\ R_2,\ R_3,\ R_4[\Omega]$は、

$$\begin{cases}
R_1&=\displaystyle{\frac{10\rho}{5.5}}&\fallingdotseq1.82\rho[\Omega]\\\\
R_2&=\displaystyle{\frac{10\rho}{8}}&=1.25\rho[\Omega]\\\\
R_3&=\displaystyle{\frac{4\rho\times20}{\pi\times1.6^2}}&\fallingdotseq9.95\rho[\Omega]\\\\
R_4&=\displaystyle{\frac{4\rho\times5}{\pi\times3.2^2}}&\fallingdotseq0.622\rho[\Omega]\end{cases}$$

 

以上の結果より、$\boldsymbol{R_1=1.82\rho\Omega}$が最も近い値となる。

よって「イ」が正解となる。

 

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類題

 

問3

消費電力が$500\mathrm{W}$の電熱器を、$1$時間$30$分使用したときの発熱量$[\mathrm{kJ}]$は。

イ．$450$　　ロ．$750$　　ハ．$1800$　　ニ．$2700$

 

解説

消費電力$P[\mathrm{W}]$の電熱器を、$t$秒使用したときの発熱量$W[\mathrm{J}]$は、$W=Pt$で表される。

 

問題文では、使用時間は$1$時間$30$分となっているので、

$$t=\left(60+30\right)\times60=5400\mathrm{s}$$

 

したがって、発熱量$W[\mathrm{kJ}]$は、

$$W=500\times5400=2700000\mathrm{J}\rightarrow\boldsymbol{2700\mathrm{kJ}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

類題

 

問4

図のような正弦波交流回路の電源電圧$v$に対する電流$i$の波形として、正しいものは。

 

解説

正弦波交流電源に静電容量（コンデンサ）$C$が接続されると、電流$i$の波形は電圧$v$の波形より$90^\circ$位相が進む。

逆に、正弦波交流電源にインダクタンス（コイル）$L$が接続されると、電流$i$の波形は電圧$v$の波形より$90^\circ$位相が遅れる。

 

よって、「ハ」が正解となる。

 

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類題

調査中

 

問5

図のような三相3線式回路に流れる電流$I[\mathrm{A}]$は。

 

 

イ．$8.3$　　ロ．$12.1$　　ハ．$14.3$　　ニ．$20.0$

 

解説

回路の一相当たりの電圧$E$は、

$$E=\frac{210}{\sqrt{3}}=121.2\mathrm{V}$$

 

一相に流れる相電流$I_p$は、

$$I_p=\frac{121.2}{10}=12.12\mathrm{A}$$

$\mathrm{Y}$回路の線電流$I$は相電流$I_p$と等しいので、

$$I=I_p=12.12\fallingdotseq\boldsymbol{12.1\mathrm{A}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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類題

 

 

問6

図のような単相3線式回路で、消費電力$100\mathrm{W}$，$500\mathrm{W}$の2つの負荷はともに抵抗負荷である 。

図中の×印点で断線した場合，$\mathrm{a-b}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

ただし、断線によって負荷の抵抗値は変化しないものとする。

 

 

イ．$33$　　ロ．$100$　　ハ．$167$　　ニ．$200$

 

解説

×点で断線した場合、下図のような単相$200\mathrm{V}$回路となる。

 

$\mathrm{a-b}$間の電圧$V$は分圧の式より、

$$V=\frac{100}{100+20}\times200=\frac{100}{120}\times200=\boldsymbol{167\mathrm{V}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

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類題

 

問7

図のような三相3線式回路で、電線1線当たりの抵抗が$0.15\Omega$，線電流が$10\mathrm{A}$のとき、電圧降下$\left(V_\mathrm{s}-V_\mathrm{r}\right)[\mathrm{V}]$は。

 

 

イ．$1.5$　　ロ．$2.6$　　ハ．$3.0$　　ニ．$4.5$

 

解説

図の三相3線式回路で、抵抗$r$における電圧降下は$\sqrt{3}rI$，電力損失は$3rI^2$となる。

 

したがって、電圧降下$\left(V_\mathrm{s}-V_\mathrm{r}\right)[\mathrm{V}]$は、

$$V_\mathrm{s}ーV_\mathrm{r}=\sqrt{3}\times0.15\times10=\boldsymbol{2.6\mathrm{V}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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類題

 

問8

合成樹脂製可とう電線管（PF管）による低圧屋内配線工事で、管内に断面積$5.5\mathrm{mm^2}$の$600\mathrm{V}$ビニル絶縁電線（軟銅線）3本を収めて施設した場合、電線1本当たりの許容電流$[\mathrm{A}]$は。

ただし、周囲温度は$30^\circ\mathrm{C}$以下、電流減少係数は$0.70$とする。

イ．$26$　　ロ．$34$　　ハ．$42$　　ニ．$49$

 

解説

電技解釈第146条により、断面積$5.5\mathrm{mm}$の単線の許容電流は$49\mathrm{A}$であり、この電線を3本収めて施設する。

 

この電流値に電流減少係数をかけると、

$$49\times0.70=34.3\mathrm{A}$$

 

電線の許容電流は7捨8入するので、

$$34.3\rightarrow\boldsymbol{34}\mathrm{A}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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類題

 

問9

図のように定格電流$50\mathrm{A}$の過電流遮断器で保護された低圧屋内幹線から分岐して、$7\mathrm{m}$の位置に過電流遮断器を施設するとき、$\mathrm{a-b}$間の電線の許容電流の最小値$[\mathrm{A}]$は。

 

 

イ．$12.5$　　ロ．$17.5$　　ハ．$22.5$　　ニ．$27.5$

 

解説

幹線の過電流遮断器の定格電流を$I_B$，分岐点から電線の許容電流を$I_W$とすると、電技解釈第149条により、分岐回路の過電流遮断器を分岐点から$3\mathrm{m}$を超え$8\mathrm{m}$以下の位置に施設する場合は、$I_W$を$I_B$の$\boldsymbol{35\%}$以上にしなければならない。

 

上記より、許容電流の最小値は、

$$0.35\times50=\boldsymbol{17.5\mathrm{A}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

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類題

 

問10

定格電流$30\mathrm{A}$の配線用遮断器で保護される分岐回路の電線（軟銅線）の太さと、接続できるコンセントの図記号の組合せとして、適切なものは。

ただし、コンセントは兼用コンセントではないものとする。

 

イ．断面積$5.5\mathrm{mm^2}$

ロ．断面積$3.5\mathrm{mm^2}$

ハ．直径$2.0\mathrm{mm}$

ニ．断面積$5.5\mathrm{mm}$

解説

電技解釈第149条により、$20\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$1.6\mathrm{mm}$（または$2.0\mathrm{mm^2}$）以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以下

 

$30\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$2.6\mathrm{mm}$（または$5.5\mathrm{mm^2}$）以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以上$30\mathrm{A}$以下

でなければならない。

 

選択肢について検証すると、

  • イは定格電流$15\mathrm{A}$のコンセントなので、不適切である。
  • ロは電線の断面積が$5.5\mathrm{mm^2}$より小さいので、不適切である。
  • ハは電線の太さが$2.6\mathrm{mm}$より小さいので、不適切である。
  • ニは適切である。

 

よって「ニ」が正解となる。

 

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